Esistono molti metodi di produzione del fosfato monobasico di potassio, che possono essere riassunti approssimativamente come metodo di neutralizzazione, metodo di estrazione, metodo di scambio ionico, metodo di doppia decomposizione, metodo diretto, metodo di cristallizzazione e metodo di elettrolisi. In Cina, il metodo di neutralizzazione è comunemente utilizzato nei processi di produzione, seguito dal metodo di estrazione organica, dal metodo di doppia decomposizione e dal metodo di scambio ionico.
Metodo di neutralità:
Il metodo di neutralizzazione consiste nel preparare una soluzione al 30% di potassio caustico o carbonato di potassio e inviarla a un neutralizzatore. Sotto agitazione si neutralizza con una soluzione di acido fosforico al 50%. La temperatura è controllata a 80-100 gradi e il pH è 4-5. Il prodotto neutralizzato viene filtrato, concentrato, raffreddato, cristallizzato, centrifugato ed essiccato per ottenere il prodotto finito. Le acque madri di cristallizzazione vengono restituite alla sezione di concentrazione per il riutilizzo. Il flusso del processo di produzione del fosfato monobasico di potassio mediante il metodo di neutralizzazione è mostrato nella Figura 1 (omesso) e la sua equazione di reazione chimica è:
H3PO4 +KOH=KH2PO4 +} H2O
2H3PO4 +K2CO3=2KH2PO4 + H2O + CO2↑
Le caratteristiche del metodo di neutralizzazione sono un flusso di processo breve, una tecnologia matura, poche attrezzature, un'elevata qualità del prodotto, un basso consumo energetico e bassi investimenti. Questo metodo utilizza come materie prime acido fosforico termico e idrossido di potassio, con costi di produzione elevati e di difficile applicazione in agricoltura. Viene utilizzato principalmente per la produzione di fosfato monobasico di potassio di tipo alimentare, farmaceutico e industriale. In futuro, la resa di questo metodo diminuirà in modo significativo, ma al momento non esistono altri metodi che possano scuotere la sua posizione dominante nell'industria alimentare. Attualmente, la capacità di produzione di potassio diidrogeno fosfato mediante il metodo di neutralizzazione in Cina rappresenta oltre il 90% della capacità di produzione totale.
Metodo di estrazione:
I metodi di estrazione si dividono in estrazione organica ed estrazione inorganica. Attualmente il metodo industrializzato è l’estrazione biologica.
L'estrazione organica è un metodo per utilizzare selettivamente solventi organici per l'estrazione e la separazione del fosfato monobasico di potassio in base alle diverse caratteristiche di solubilità dei solventi organici per diversi composti. Viene prodotto facendo reagire cloruro di potassio e acido fosforico in un solvente organico adatto (S) e l'acido cloridrico generato viene quasi estratto nel solvente organico. Dopo la separazione e separazione delle fasi, il fosfato monobasico di potassio cristallizza dalla fase acquosa e il fosfato monobasico di potassio prodotto viene ottenuto mediante lavaggio ed essiccazione. Dopo la separazione il liquido madre viene riciclato per l'utilizzo; L'acido cloridrico viene estratto dalla fase organica mediante un agente di stripping, che viene riciclato durante il processo.
Metodo di scambio ionico:
La soluzione di cloruro di potassio viene utilizzata per adsorbire K+ dalla soluzione attraverso una resina a scambio cationico a base di stirene. Quindi, la soluzione di fosfato monobasico di ammonio viene sostituita attraverso la resina per ottenere una soluzione di fosfato monobasico di potassio. La soluzione di alimentazione viene concentrata, raffreddata, cristallizzata, centrifugata ed essiccata per ottenere il prodotto finito fosfato monobasico di potassio. Le acque madri di cristallizzazione vengono restituite alla sezione di concentrazione per il riutilizzo.